Сварка алюминия аргоном полуавтоматом для начинающих пошаговая инструкция

Сварка алюминия аргоном: подробная инструкция для начинающих

Алюминий – не самый легкий материал для металлообработки. Однако, при соблюдении определенных правил и рекомендаций, сварка этого металла не вызывает трудностей. Сварные соединения можно выполнять разными способами, но самый надежный и красивый шов, который не нуждается в дополнительной обработке, можно получить только при использовании аргона.

Картинка с сайта: voltra.by

Специфические свойства алюминия

Прежде чем на практике осваивать сварку в аргоне соединений «летучего» металла, следует хорошо понимать его свойства и обязательно учитывать их. Такие характеристики, как небольшой удельный вес, высокая прочность и стойкость к коррозии, позволяют создавать легкие и надежные конструкции. Но несмотря на то, что алюминий легко поддается механической обработке и формовке, создание неразъемных соединений с ним имеет свои особенности:

• Алюминий — высоко активное вещество. При взаимодействии с кислородом он окисляется. На его поверхности образуется «защитный» слой в виде оксидного покрытия, для нагрева которого нужна температура свыше 2 тыс. градусов, тогда как t плавления самого металла в зависимости от его чистоты составляет 640-660 ⁰C.
• Из-за высокой теплопроводности данного цветного металла происходит интенсивный отвод тепла от места сварки в соединяемые детали и глубина провара становится меньше. Чтобы такого не происходило, заготовку предварительно нагревают.
• Когда алюминий плавится, то не меняет цвет, что создает определенные трудности. Потому как визуально невозможно оценить нагрев соединяемых элементов. Из-за чего случаются прожоги и утечки.
• При проведении сварочных работ необходимо учитывать значительный коэффициент линейного расширения алюминия. В следствие литейной усадки могут возникать деформации и трещины внутри соединительного шва. В этом случае выполняют его модификацию или увеличивают расход проволоки.

Еще один важный момент — определить расход газа. Чем толще материал, тем он выше.

Чтобы металл при взаимодействии с кислородом не окислялся, рабочую зону защищают аргоновым куполом. Если использовать сварочные полуавтоматы, то две задачи решаются одновременно: непрерывная подача проволоки и защита зоны плавления от внешнего воздействия.

Картинка с сайта: voltra.by

Сварка алюминия. Основные способы

Металлообработку алюминия в большинстве случаев проводят полуавтоматом, аргоном, инвертором.

При сварке полуавтоматическим аппаратом (MIG/MAG) вместо электрода используется сварочная проволока. Она бывает двух видов: омедненная и флюсовая. Поскольку проволока подается автоматически, то нет необходимости следить за расстоянием между горелкой и металлом. Оно постоянно.

Шов получается доброкачественным, хотя скорость выполнения ниже, чем при втором способе.

При аргонодуговой сварке (TIG) работают с электродами из вольфрама. Детали нагреваются посредством электрической дуги, которая горит между электродом и местом соединения. В область расплавления металла подается алюминиевый провод, благодаря чему формируется сварочный шов.

Варить такой материал, как алюминий, инвенторными аппаратами не всегда удобно, поскольку сложно контролировать качество. При использовании плавящихся электродов с покрытием сварка выполняется постоянным током, где держатель с электродом присоединяется к плюсовой клемме инвентора. В случае с вольфрамом используется переменный ток.

Технология аргоновой сварки

Данная технология применяется там, где важен вид и качество сварного соединения. Для её выполнения потребуется источник тока, баллон с аргоном, подающее устройство, которое проталкивает присадочную проволоку в рабочую зону, и аппарат. Если он двухрежимный, то необходимо выбрать режим переменного тока (АС). Первоначально работают с большой силой тока, чтобы быстрее прогреть металл. Затем её уменьшают, во избежание пережогов.

Чтобы снизить расход аргона, необходимо укомплектовать горелку газовой линзой со специальной сеткой.

Картинка с сайта: voltra.by

Настройка аппарата

Алюминий и его сплавы свариваются на прямой полярности, на электроде минус. Сварку выполняют переменным током.

Настройка аппарата производится следующим образом:

• Непосредственно перед работой выставляют давление газа (6-12 л). Оно зависит от условий (помещение или открытый воздух) и диаметра сопла. Нужно учитывать такое понятие как турбулентность. Когда из сопла выходит большой напор газа, он перемешивается с воздухом, и защита зоны снижается.
• Далее определяются с режимом работы.
• Устанавливают продувку шва (сек) и ток старта (А).
• Возрастание тока (2 сек).
• Затем выставляют основной ток, который зависит от вида и толщины материала.

После чего приступают к настройкам переменного тока. Как правило, это частота в 200 Гц и баланс переменного тока 40% при небольшой ширине шва.

Устанавливают режим «заварка кратера» (усадочная раковина, возникающая в результате резкого обрыва дуги), время спада, ток завершения и обдув шва. По определению кратера быть не должно. Есть замок и он не должен отличаться от основного шва, но это зависит от мастерства сварщика.

Горелки и расходные материалы

Картинка с сайта: voltra.by

Аргоновая горелка TIG, как правило, входит в комплект поставки аппарата. Для большинства видов работ её будет достаточно. Но когда планируют работать с алюминием продолжительное время, то лучше приобрести или изготовить самостоятельно блок жидкостного охлаждения. Тем самым продлевают срок службы горелки. Они бывают двух видов: американские с круглой ручкой и европейские, довольно сложные в плане эргономики. Есть и российский вариант, но излишне тяжелый и громоздкий.

Расходники к горелкам:

• Электроды из вольфрама диаметром 2,4 мм используются для решения большинства задач. Для токов свыше 150 А можно приобрести электрод 3,2 мм. Этих диаметров будет вполне достаточно.
• В комплекте поставляются обычные сопла без газовых линз. Но если хотите сэкономить на газе и повысить газовую защиту, то её лучше поставить.
• Самое ходовое сопло № 7, для алюминия больше брать не рекомендуют.
• Для тех, кто собирается заниматься ремонтной сваркой, нужно иметь колпачки разных размеров.

Можно приобрести сразу комплект с расходными материалами. Стоит он недешево, зато надолго закроет проблему с расходниками.

Подготовка соединяемых деталей к работе

Части, которые будут свариваться между собой, делают максимально ровными и плоскими. Если имеется ленточный гриндер (станок для финишной обработки материала), то для удаления зазоров можно воспользоваться им или болгаркой. Края обрабатывают напильником или металлической щеткой с мелким ворсом.

Детали должны быть чистыми. С их поверхности удаляют любые загрязнения (грязь, пыль, жир), используя моющие средства. Оксидную пленку снимают щеткой с жесткой щетиной. После чего детали промывают чистой водой и обезжиривают при помощи ацетона или любого другого растворителя, который должен высохнуть сам по себе.

Если размер заготовок небольшой, их помещают в нагретый до 60⁰C щелочной раствор, и держат в нем несколько минут. Затем поверхность шлифуется металлической щеткой.

Подготовительные работы проводятся непосредственно перед началом операции, пока не начались окислительные процессы.

Картинка с сайта: voltra.by

Почему используют переменный ток

Сварочные работы аргоном выполняют на переменном токе. И первая его цель при работе с алюминием – разрушение оксидной пленки. В каждом аппарате эта настройка называется по-своему: баланс переменного тока, очистки, обратной полярности. Но по факту это баланс переменного тока, то есть регулировка времени включения обратной полярности.

Обычно выставляется процентное соотношение 50/50. Верхняя цифра – прямая полярность, нижняя — обратная. Надо понимать, что регулируется не сила тока, а время нахождения в обратной полярности. Когда его убавляют, улучшается глубина проплавления, сужается дуга, увеличивается её стабильность, но качество разрушения оксидной пленки снижается.

Когда время нахождения в обратной полярности увеличивают, то дуга расширяется, как и зона зачистки, оксидная пленка разрушается быстрей, но уменьшается глубина провара и стабильность дуги. Она начинает рыскать.

Обратная полярность влияет на физическое состояние вольфрамового электрода. При увеличении времени возрастает нагрузка на него, что приводит к разрушению (оплавлению).

Если убавить баланс обратной полярности, то превышение амперных нагрузок приведет к тому, что от вольфрама будут отрываться частички и улетать в деталь. Электрод при этом расслаивается и разрушается. Вот почему важно поймать баланс переменного тока.

Картинка с сайта: voltra.by

Некоторые особенности металлообработки в среде аргона

Сваривание элементов начинают с прихвата, с одной и другой стороны. Затем переворачивают заготовку и делают два дополнительных прихвата, а в случае большой длины – 3-4.

Если есть педаль, то регулировать подачу тока удобней ей. Пока металл не разогрет и нет расплавленного алюминия, присадку не подают. Присадку подбирают по толщине материала. Расстояние между электродом и заготовкой должно быть не больше 3 мм, чем меньше, тем лучше, но это для продвинутых.

Горелку держат немного под наклоном. Самый лучший угол – прямой, потому как позволяет получать симметричную ванну, а она в свою очередь имеет максимальную газовую защиту. Но в этом случае не видно самого процесса сварки. Поэтому горелку слегка наклоняют, примерно на 15 градусов. Так делают в случае стыкового шва. При варке таврового соединения, если детали одной толщины, то угол наклона электрода составляет 45 градусов, причем он ставится строго между двух деталей, чтобы плавить их равномерно. Если одна деталь толще (чаще всего основание), то наклон электрода выполняют на толстый металл.

Чтобы получить качественный и красивый шов, присадку подают понемногу. Разогрели, двинули, подали. Сварка спешки не любит. Необходимо поймать момент движения горелки и подачи присадки. Подавать нужно в хорошую сварочную ванну. При недостаточном токе слышится характерный треск, как при жарке сала. Его быть не должно. Значит алюминий еще холодный, необходимо увеличить ток. А если треска нет, но ванна начинает расползаться и её невозможно контролировать, величину тока нужно уменьшить. Только тогда будет образовываться красивая чешуйка.

По поводу защиты сварочной ванны. Аргон должен быть качественным, поэтому гостовский лучше не использовать. В идеале брать аргон высокой чистоты – 99,998%. Чтобы ламинарный поток газа был правильный (не перемешивался и не пульсировал) и максимально выполнял свою функцию, на горелку устанавливают газовую линзу, а поверх нее – керамическое сопло.

Итак, подведем итог. В начале процесса подается газ и только после этого приступают к сварке, а в конце операции действия выполняются наоборот с задержкой до 5 с.

Картинка с сайта: voltra.by

Преимущества и недостатки аргоновой сварки

Создание неразъемных соединений деталей из цветных металлов и их сплавов при помощи аргона имеет свои плюсы и минусы.

Преимущества:

• В отличие от прочих технологий, этот способ позволяет получить надежные и визуально красивые швы небольшой толщины при незначительном нагреве свариваемых элементов. Поскольку деформация минимальная, то данный метод применяют для сварки заготовок, имеющих сложную конфигурацию, и тех металлов, что не свариваются никакими другими способами.
• Аргон, являясь инертным газом, тяжелее воздуха, поэтому при соблюдении технологического процесса атмосферные газы не попадают в зону расплавленного металла.
• Электрическая дуга короткая и имеет высокую тепловую мощность, следовательно, при достаточном уровне подготовки работы проводятся качественно и не требуют большого количества времени.
• При должном усердии, учитывая основные требования и нюансы, освоить процесс нетрудно.

Недостатки:

• Если работы проводятся на открытом воздухе, то при порывах ветра газ может улетучиваться, что отрицательно скажется на качестве соединительного шва. Тогда нужно воспользоваться закрытым помещением, где установлена принудительная вентиляция.
• Высокая стоимость и сложность оборудования, работа с которым требует специальных знаний и определенных навыков.
• При использовании высокоамперной сварки необходимо заранее предусмотреть дополнительное охлаждение.

Как можно заметить, минусы незначительные и при желании устраняемые.

Главная ошибка новичков при сварке алюминия

Движение электронов происходит от минуса к плюсу или наоборот. И когда присадка подсовывается в воздух, её оплавляет температура от сварочной ванны. Она окисляется, и капля попадает в ванну. В результате появляется чернота на швах, и новички не могут понять причину. Это ошибка 80% начинающих сварщиков.

Присадка, пока она находится в воздухе, не имеет никакого заряда. Когда она касается детали, то получает тот же заряд, что и заготовка. Электроны, которые летят от вольфрамового электрода к детали, не огибают препятствие (присадку), а пробивают его. Таким образом, тепло дуги и движение электронов срезают кусочек проволоки, забирая его в ванну и нагревая.

Второй момент, это когда присадка касается сварочной ванны, последняя отдает тепло, что облегчает и ускоряет забор присадочной проволоки.

Такие мелкие нюансы обязательно нужно учитывать в процессе обучения.

Картинка с сайта: voltra.by

Рекомендации для начинающих

Нельзя делать резких движений держателем и отводить горелку от рабочей зоны, иначе газовая защита исчезнет и в неё попадет воздух. Что приведет к появлению пор и окислов в сварочном шве. Соединение разорвется в любой момент или в нем появятся трещины.

Если шов округлой или овальной формы, то можно говорить о недостаточной глубине провара. Поэтому всегда нужно следить за сварочной ванной. В идеале она имеет удлиненную форму, с небольшим валиком.

Электрод смотрит только вперед, а присадка подается ему навстречу и обязательно равномерно. Если она поступает с перерывами, то дуга станет нестабильной, а значит увеличится расход газа и электроэнергии.

В постоянно меняющихся условиях производства неизменно растет потребление изделий из металла. Нет ни одной сфер деятельности человека, где можно было бы обойтись без такой продукции. Одним из самых востребованных, наряду со сталью и чугуном, выступает алюминий.

Картинка с сайта: www.alfamag.pro

Очень быстро из драгоценного, редчайшего металла он превратился в бытовой. Чтобы понять технологию ремонта или создание новых изделий из этого материала, следует подробно рассмотреть, как происходит сварка алюминия аргоном для начинающих. Пошаговая инструкция поможет производить подобные процессы даже в домашних условиях.

Свойства алюминия

Перед тем как приступать к сварке алюминия аргоном, пошаговая инструкция для начинающих которой будет рассмотрена далее, следует ознакомиться со свойствами этого материала.

Алюминий без примесей проводит ток в 4 раза лучше, чем сталь. Тепло этот материал проводит с показателем 2,2 Вт/(см∙К). У стали, например, он составляет 0,6 Вт/(см∙К). Это должно учитываться мастером, когда проводится сварка алюминия аргоном. Для начинающих пошаговая инструкция должна выполняться вплоть до мельчайших подробностей.

Часто применяемыми сплавами являются AlMg5, AlMg4, 5Mn. Их теплопроводность также выше, чем у стали и равна около 1,3 Вт/(см∙К). Технология сварки алюминия аргоном из-за этих особенностей не допускает увеличение скорости проведения процесса. В противном случае уменьшится глубина провара. Быстрая кристаллизация сварочной ванны приводит к неполному газовыделению. Такая особенность сварки аргоном алюминия может стать причиной образования пор в шве. Поэтому требуется большая сила тока, чем для стали.

Способы сварки аргоном алюминия

Сварка аргоном алюминия, технология которой разрабатывалась с использованием разных материалов, бывает нескольких типов. Самыми распространенными из них являются: сварка с использованием вольфрамового электрода, которая происходит в инертной газовой среде; сварка с автоматизированным расходом проволоки для обработки алюминия аргоном; сварка без защитных газов при помощи плавящихся электродов.

Важным условием проведения процесса является пробитие окисной пленки, которая образуется на поверхности заготовки. Для этого сварку алюминия аргоном проводят при использовании переменного или постоянного обратного тока. Процесс нельзя выполнять на постоянном прямом токе. Окисная пленка при этом не поддастся разрушению, не произойдет катодное распыление.

Сварку также можно разделить по скорости ее выполнения на MIG и TIG (AC). В первом случае процесс выполняется в 3 раза быстрее, но качество шва гораздо выше при втором типе проведения работы.

Материалы

Сегодня применяется большое количество сплавов алюминия. У каждого есть свои физико-химические особенности. Присадочная проволока для сварки алюминия аргоном должна использоваться своевременно. Если упаковка уже открыта, хранить такие изделия долго нельзя. Окислившись, поверхность присадочной проволоки будет непригодной для сварки алюминия аргоном.

Перед проведением процесса поверхность очищается от посторонних загрязнений. Даже при недолгом пребывании на воздухе, алюминий покрывается пленкой из окиси Al2O3. Такой материал в процессе сварки требует обеспечения защитной среды из инертных газов. Для этого применяется аргон.

Но лучше этот газ использовать в смеси с гелием. Это позволяет достигнуть большей температуры сварочной ванны. Это особенно важно для толстостенных заготовок. В некоторых случаях сварка алюминия производится полуавтоматом без использования аргона, а только гелия. Также использование смеси газов позволяет получить менее пористый шов.

Оборудование для процесса сварки

Сварка аргоном алюминия, технология которой будет рассмотрена далее, предполагает применение определенного оборудования. Для проведения процесса потребуется инвертор TIG AC, который будет служить источником переменного тока. Потребуется предусмотреть систему заземления в обязательном порядке. Также перед началом работы подготавливаются вольфрамовые электроды, присадочная проволока для совершения сварки алюминия аргоном.

В процессе участвует горелка TIG и охладительный блок для нее, сопла, цанги с держателями и баллон с газом. Шланг для него должен быть надежным. Баллон должен быть оснащен редуктором понижения давления газа. Далее следует предусмотреть индивидуальную систему защиты. Это сварочный щиток и маска с затемненным стеклом, качественные краги. Профессионалы любят использовать педаль управления током. Для новичка это не особо важный элемент, ведь обращать внимание придется на другие вещи.

Преимущества сварки аргоном

Сварка алюминия аргоном переменным током имеет ряд особенностей. Они выгодно отличают этот процесс от других его разновидностей при условии правильного использования системы.

Аргон при сварке будет препятствовать окислению алюминия. Этот газ вытесняет кислород. Такой подход универсален. Практически все сплавы алюминия могут свариваться этим методом.

При этом будет наблюдаться стабильность дуги. Швы, полученные при использовании припоя из проволоки для сварки алюминия аргоном, получаются прочными при использовании качественного аппарата. Поэтому в условиях производства инверторы применяются только наивысшего качества.

В домашних условиях также следует применять только высококлассное оборудование. Это будет гарантировать прочность и долговечность готового изделия.

Тип тока

Присадочная проволока для сварки алюминия аргоном под воздействием электрической дуги расплавляется и создает шов. При этом специалисты рекомендуют использовать переменный ток. Это связано с технологией проведения процесса.

Сварка алюминия аргоном постоянным током полярности обратного типа позволит очистить оксидную пленку катодным способом, но при этом будет значительно увеличена температура сварки. Из-за этого даже прочные вольфрамовые электроды начнут разрушаться.

Постоянный ток прямой полярности просто не в состоянии разбить оксидную пленку, хоть дуга у него более стабильна. Поэтому только переключение полярности способно дать качественный результат работы.

Подготовительный этап работы

Припой для сварки алюминия аргоном ляжет равномернее, а шов получится прочнее, если поверхность материала хорошо подготовить перед началом работы.

Сначала алюминий потребуется обезжирить. Для этого применяется растворитель, например, ацетон или бензин. Затем механическим или химическим способом поверхность очищается от оксида алюминия. После материал должен просохнуть, если были использованы специальные средства.

Механически оксидную пленку можно очистить при помощи щетки с металлическими волокнами или наждачной бумаги. Этот способ применим в домашних условиях. На производстве же всегда отдается предпочтение химическим средствам очистки. Алюминиевая поверхность поддается травлению в растворе щелочи, промывается горячей и холодной водой, осветляется и окончательно просушивается.

Правила процесса

Сварка алюминия аргоном для начинающих, пошаговая инструкция которой позволит выполнить работу в домашних условиях, применяет электроды из тугоплавкого вольфрама.

В них очень часто находятся дополнительные примеси, позволяющие повысить прочность и качество итогового результата.

Главное правило, которого следует придерживаться в работе, заключается в расположении проволоки. Она должна всегда находиться перед электродом. Перемещать ее можно исключительно вдоль шва.

Саму сварку допускается производить в разных положениях в пространстве.

Однако самое лучшее качество обеспечивается при горизонтальном проведении процесса. Для сварки на потолке или на стенах применяют смесь аргона с гелием.

Чтобы управлять процессом и иметь возможность выполнять работу повышенной сложности, на аппарате регулируется частота переменного тока и баланс.

Рекомендации специалистов

Специалисты отмечают особенности сварки алюминия аргоном, которые должны учитывать начинающие мастера.

Электрод располагается максимально близко к свариваемой поверхности. Это будет способствовать образованию минимальной дуги. Проволоку следует подавать плавно, иначе резкие рывки приведут к разбрызгиванию материала.

Стабильность дуги обеспечивает вертикальное положение электрода. Скорость сварки должна быть большой. От этого показателя будет зависеть качество конечного результата. Чтобы шов получался ровным и прочным, перед проведением работы новичку следует потренироваться в мастерстве сварки.

Инструкция проведения процесса

Аппарат для сварки алюминия аргоном первоначально подает на заготовку «массу». В левую руку мастер должен взять проволоку, а в правую – горелку. При нажатии кнопки на оборудовании включится ток и начнет подаваться газ. Между поверхностью заготовки и электродом возникнет дуга. Она будет плавить присадочную алюминиевую проволоку и край детали. При этом на поверхности начнет появляться сварочный шов.

Для опытного мастера этот процесс не составит большого труда. Для новичка важно будет немного потренироваться.

Этот процесс опробован годами работы большого числа специалистов. Он доказал свою состоятельность и долговечность конечного результата. Придерживаясь представленной инструкции, а также произведя несколько тренировочных нанесений припоя на пробную заготовку, даже начинающий сварщик сможет выполнить работу довольно качественно.

Расход материала

Расход аргона при сварке алюминия зависит от толщины присадочной проволоки, и возрастает соответственно ее диаметру. Расход газа задается при помощи поплавкового регулятора давления. Если диаметр проволоки равен 1 мм, то аргона потребуется 12-14 л/мин. При увеличении сечения припоя до 1,2 мм, расход составит 14-16 л/мин. Для алюминиевой проволоки диаметром 1,6 мм инертного газа потребуется 18-22 л/мин. После окончания процесса сварки аргон должен еще какое-то время поступать на поверхность заготовки. Это позволит защитить шов и охладить направляющие электрода.

Сварка полуавтоматом без аргона

Для проведения некоторых типов работ требуется применять более высокую температуру сварочной ванны. В таких случаях происходит сварка алюминия полуавтоматом без аргона. Для этого процесса применяется гелий. Этот газ обладает большей теплопроводностью, что является преимуществом при обработке толстостенных заготовок. Без аргона происходит более полное газовыделение, а шов получается практически без пор. Также подобная технология применяется при совершении сварки алюминия постоянным током. Такой способ более сложный, поэтому он используется гораздо реже. Применение чистого гелия повышает себестоимость проведения процесса. Для проведения сварки на стенах или потолке такой инертный газ просто незаменим. Он легче воздуха и аргона. При дороговизне гелия, он порой все-таки используется как домашними мастерами, так и опытными сварщиками. Ознакомившись с технологией проведения такого процесса, как сварка алюминия аргоном, для начинающих пошаговая инструкция поможет выполнить все действия правильно. Серьезно относясь к работе, изучив все нюансы и тонкости ее проведения, можно создать в домашних условиях швы высокого качества, которые прослужат длительное время. Это непростой процесс, но при ответственном подходе вполне выполнимый и интересный.

Полезно знать! TIG-сварка обеспечивает красивый и качественный сварочный шов.

Для этого Вам понадобится:

• TIG-инвертор;
• специальная горелка для аргона;
• баллон с самим аргоном (он соединяется с горелкой при помощи особого шланга, и располагается на безопасном расстоянии);
• присадочная проволока (должна соответствовать по характеристикам составу обрабатываемого сплава).

Для сварки алюминия используют только неплавящиеся электроды и защитные газы — вольфрамовый или угольный электрод и аргон.

Этот газ обеспечивает самые лучшие результаты по качеству соединения алюминия. Он гарантирует формирование уникальной защитной среды вокруг сварочной ванны, которую не может пробить ни кислород, ни другие негативные внешние факторы. Его также можно использовать для подогрева металла до и после сварки.

При выборе электродов имейте ввиду, что они бывают трех маркировок:

• WT 20 (с красным наконечником);
• WC 20 (с серым);
• WL 15 (с жёлтым).

Картинка с сайта: born-shop.ru

Многолетняя практика сварщиков вывела определенные правила и инструкции. Если Вы — новичок в сварке, то мы советуем строго их придерживаться.

Также важно немного потренироваться. Сделайте несколько тренировочных нанесений припоя на пробную заготовку, и Вы сможете выполнить дальнейшую работу довольно качественно.

Ниже мы подробно расскажем как сваривать алюминий аргоном на примере соединения 2-миллиметровых листов.

Итак, для начала нам требуется подготовить металл к работе. Если предстоит работать с толстыми деталями, то перед сваркой чистим их наждачной шкуркой. Заготовки небольшой толщины можно также обработать наждаком или же металлической щёткой.

Важно! Какую бы щетку вы не применяли, убедитесь, что она используется исключительно для алюминия.

После этого удаляем налёты и обезжириваем металл, убираем главного врага соединения алюминия — оксидную плёнку. Здесь используем ацетон или другой растворитель.

При варке деталей свыше 4 мм толщиной нам потребуется ещё подготовка кромок – нужно скосить их под угол на 30-45 градусов в зависимости от толщины. Иначе из-за особых свойств алюминия глубина проварки не обеспечит надёжное соединение.

В некоторых случаях алюминий обрабатывают флюсом.

Картинка с сайта: born-shop.ru

До включения нужно настроить наш аппарат:

• подключаем аргон и настраиваем его подачу, используя манометр баллона. Если работать будете в помещении, достаточно поставить расход на 7-8 литров газа в минуту. На открытом воздухе — увеличиваем;
• выбираем электрод — для соединения наших листов подойдет электрод 1,6-2,4 мм в диаметре. При установке его вылет должен быть около 2 мм. Во время сварки обращаем внимание на конец электрода: если на нём образуется правильный шар, то процесс идёт нормально. В противном случае потребуется настройка питания – типичной причиной становится недостаток количества подаваемого тока.

Хорошо заточенный электрод — залог успешного возбуждения сварочной дуги.

Важно! Прикасаться им как к металлу, так и к присадке категорически запрещается. Если это случайно допустили, то придётся снова заточить, либо заменить электрод.

В левую руку берем проволоку, а в правую — горелку. При включении оборудования начнет подаваться ток и газ. Между поверхностью заготовки и электродом возникнет дуга. Она будет плавить присадочную алюминиевую проволоку и край детали. При этом на поверхности начнет появляться сварочный шов.

Электрод располагаем строго вертикально к обрабатываемой поверхности и зажигаем дугу в самом начале будущего сварочного шва. Причем чем ближе будет располагаться электрод к свариваемой поверхности, тем меньше будет дуга.

Картинка с сайта: born-shop.ru

Не торопитесь с подачей присадочной проволоки в зону сварки сразу после возбуждения дуги. Сначала нужно создать сварочную ванну в зоне прогрева металла. Она формируется всего за несколько секунд! Поэтому нужно следить, чтобы алюминий не перегрелся.

Запомните! Опытные сварщики ориентируются так: ванна образуется за столько же секунд, сколько составляет толщина металла в миллиметрах.

С образованием ванны начинаем подачу присадки для выполнения сварного шва. Одновременно обеспечиваем ровное перемещение горелки по линии соединения. При этом проволоку подаем плавно, так как резкие рывки приведут к разбрызгиванию материала.

Держим угол наклона электрода в 60-80 градусов. Присадочную проволоку подаём под углом от 10 до 20 градусов.

Важно! Угол между горелкой и присадкой стремимся держать под 90 градусов.

Скорость сварки должна быть большой, поскольку от нее зависит качество конечного результата.

Шов формируется «каплей за каплей», поэтому непрерывно следим за ним, чтобы наплавочные валики получались одинаковыми по размеру. В итоге получится не только качественно, но и красиво. 

Заварка кратера, или иначе завершение сварного шва, является не менее важным этапом. С помощью несложных приёмов освобождаемся от тяжёлых шлаков:

• уменьшаем подачу присадки;
• увеличиваем скорость перемещения горелки.

Продолжаем до тех пор, пока перестанет появляться сварочная ванна.

Картинка с сайта: born-shop.ru

По завершению работ проводим контроль сварки и дефектов швов. Здесь всё зависит от степени предстоящей нагрузки. Если варили декоративное изделие, то достаточно визуального осмотра.
При других случаях используются более детальная проверка.

В общем, недостатки типичные. Дефекты возникают, как правило, из-за нарушения технологии сварки алюминия аргоном. И устранять их можно теми же способами, как и при варке других металлов. С опытом дефекты будут появляться всё реже и реже.

Сварка деталей из алюминия — одна из тех задач, которые требуют от автомобильного мастера высокого профессионализма. Этот легкий и недорогой металл все чаще используется в автопромышленности. Но то, что выгодно заводу, не всегда выгодно сервису: сварка алюминия требует особых знаний и специального оборудования (например, импульсного сварочного аппарата). Но даже при наличии того и другого можно легко допустить ошибку и прожечь тонкий металл. Мы попросили технолога по сварочному оборудованию GYS компании «Европроект Групп» Дмитрия Мягкова рассказать, как правильно сваривать алюминий полуавтоматом T3 GYS Auto в среде защитного газа аргона.

О сварочном аппарате

T3 GYS Auto — это синергический инверторный полуавтоматический аппарат, созданный во Франции и предназначенный для работ по тонкому листовому металлу. Разработчики специально проектировали его для автосервисов и кузовных цехов. Благодаря низкому минимальному току (15 Ампер) полуавтомат может варить листовую сталь, нержавейку, алюминий. Также аппарат имеет функцию сварки-пайки медными сплавами.

Подачу сварочной проволоки обеспечивают два четырехроликовых механизма. Мастер может выбрать синергетический режим (автоматическая настройка в зависимости от силы тока) или настроить скорость ее выхода вручную.

Spool gun обеспечивает уверенную подачу проволоки диаметром 0.8 мм. Делать это на полуавтомате можно и через обычный еврорукав, но при этом необходимо внимательно следить, чтобы он оставался прямым — любой изгиб затрудняет прохождение мягкой проволоки, она запутывается и мнется. При использовании «спулгана» это исключено.

Нюансы сварки алюминия

Самая большая проблема при сваривании алюминиевых деталей заключается в том, что этот металл имеет низкую температуру плавления (660 °С) и нагревается гораздо быстрее стали. Поэтому работать с ним нужно аккуратно, чтобы случайно не прожечь кузов насквозь.

Еще один нюанс — в реакции алюминия на кислород. При их взаимодействии на поверхности детали образуется тонкая оксидная пленка, которая сильно усложняет дело. Для ее проплавления нужна очень высокая температура — 2044°С, что значительно повышает энергозатраты. Поэтому для борьбы с окислением сваривание алюминия осуществляют в среде защитного газа аргона, который вытесняет кислород из рабочей зоны. Также благодаря реакции аргона с алюминием шов получается более прочным и качественным.

А вот взаимодействие алюминия со сталью в процессе ремонта крайне нежелательно, так как приводит к появлению гальванической коррозии. Поэтому сварщику нельзя использовать плохо очищенные инструменты, которыми до этого ремонтировали стальные детали.

Это далеко не все проблемы, с которыми мастер сталкивается при сваривании алюминия, однако формат статьи не позволяет рассмотреть этот вопрос всесторонне. Перейдем к самому процессу сварки полуавтоматом.

Свариваем алюминиевый капот

Возможности полуавтомата T3 Auto Дмитрий Мягков продемонстрировал на выполненном из алюминия капоте автомобиля. Для этого при помощи плазмореза он сделал на нем небольшой надрез толщиной 1 мм, имитирующий трещину в металле.

Сварку алюминия под защитой аргона производят небольшими участками во избежание перегрева и прожига, об опасности которых мы уже говорили выше. Паузы, в которых алюминий остывает, нужно использовать для зачистки зоны шва металлической щеткой. Это позволяет удалить с поверхности все выгорающие присадки.

Законченный шов необходимо снова зачистить абразивом, чтобы удалить излишки присадочного материала. Даже если он получился не очень аккуратным, на этапе шлифования можно все исправить, и поверхность станет идеально ровной. Итог — практически незаметный шов. Увидеть работу полуавтомата своими глазами можно в нашем видео.

Сварное соединение алюминия получают несколькими способами. Аргонодуговой метод TIG позволяет добиться равномерного и глубокого провара, сделать шов прочным и аккуратным.

В чем сложность работы с металлом? Алюминий — не самый простой материал для сварки. Работу приходится вести, учитывая особенности металла:

• На воздухе чистый алюминий окисляется. Оксид Al2O3 — это тугоплавкое соединение, переходящее в жидкое состояние при 2050 ^oС. Само собой это существенно усложняет процесс сварки. Для того чтобы работать с алюминиевыми деталями потребуется специальная подготовка материала, которая доведет его до «чистого» состояния.
• Температура плавления чистого алюминия составляет всего 660 ^oС. Высокий риск прожига требует тщательного контроля параметров сварочного аппарата и выверенных движений во время сварочного процесса.

Сварка алюминия полуавтоматом в аргоне или аппаратом TIG позволяет избавиться от возникающих проблем, обеспечивая аккуратный и прочный шов на стыке соединения двух деталей.

Картинка с сайта: fubag.ru

Технология TIG: преимущества метода

В отличие от стальных сплавов алюминий сложнее в плане термической обработки. Главная проблема — образование оксида при контакте с кислородом воздуха. Подача аргона в зону сварки перекрывает поступление кислорода к алюминию, создавая благоприятные условия для сваривания. В процессе работы происходит расплавление алюминиевого прутка с образованием сварного соединения.

Сварка алюминия аргоном: плюсы метода

• Стабильное горение дуги.
• Равномерный провар.
• Производство тонкого и аккуратного шва.

Метод относится к универсальным: технология TIG годится не только для алюминия, но и для других металлов и сплавов.

Оборудование

Картинка с сайта: fubag.ru

Для сварки алюминия аргоном используют аргонодуговой инвертор. Также понадобятся:

• Вольфрамовые электроды. Материал содержит небольшое включение редкоземельных элементов. Чем ниже их содержание, тем выше качество электрода и стабильнее дуга.

Картинка с сайта: fubag.ru

• Присадочный алюминиевый пруток. Расходник длиной до метра предлагается в разных диаметрах в интервале 1,6–4,0 мм. Желательно использовать материал после вскрытия упаковки.

Картинка с сайта: fubag.ru

Продолжительное хранение приводит к образованию оксидной плёнки, что усложняет процесс сварки алюминия. Состав прутка должен соответствовать характеристикам свариваемых поверхностей.

• Горелка TIG и сопла для равномерной подачи инертного газа к зоне расплава. Если сварку алюминия аргоном планируется вести на открытом воздухе, необходимо брать сопла с большим диаметром, поскольку инертный газ вне помещения скорее уходит из зоны сварки под действием ветра.
• Баллон с аргоном, оснащённый редуктором для регулировки давления.

Картинка с сайта: fubag.ru

• Газовый шланг.

Сварка постоянным и переменным током

Аппарат для сварки алюминия аргоном может работать на постоянном токе (DC) и переменном (AC) (есть и инверторы с двумя режимами AC/DC). Если подключить DC в обратной полярности, произойдёт резкий рост температуры сварки. Условия приводят к перегреву вольфрамового электрода, в результате металл разрушается. Чтобы этого не происходило, сварщику приходится уменьшать сварочный ток. В таком режиме можно сваривать только небольшие по толщине детали.

Переменный ток сварки алюминия аргоном запускает процесс удаления оксидной плёнки электрическим методом. Когда на электроде минус, деталь разогревается и плавится. После смены направления заряженных частиц на электроде возникает плюс, и начинается разрушение Al2O3. В таких условиях электрод практически не перегревается, поэтому можно поднять сварочный ток.

Зависимость величины переменного тока от диаметра электрода в процессе сварки алюминия аргоном.

Выбор защитного газа

Для сваривания используют аргон марки Б (используют для металлов и сплавов, чувствительных в расплавленном состоянии к газообразным примесям). Чистота составляет 99,96%. Этот же газ можно применять и для работы на постоянном токе, то есть защита идёт как универсальная.

На практике, особенно когда приходится соединять массивные детали, металл может тяжело поддаваться плавлению. В таких случаях аргон необходимо использовать в смеси с гелием.

Предварительная подготовка деталей

Картинка с сайта: fubag.ru

Качество сварочного шва зависит от подготовки свариваемых деталей.

• Рабочие поверхности обезжиривают (подойдёт уайт–спирит, ацетон или бензин).
• Механические зачищают наждаком или протравливают химическим методом (например, щёлочью).
• После химической очистки поверхности дают просохнуть.

Для сваривания в быту достаточно удалить оксид механически, в профессиональной работе поверхности желательно протравить. В производственных условиях после протравливания детали промывают потоком воды, осветляют и высушивают.

Заточка вольфрамового электрода

В процессе сварки рабочая часть электрода постепенно разрушается, что приводит к затуплению стержня. В результате уменьшается глубина провара. Для получения качественного аккуратного шва следует затачивать электрод. Угол подбирают в зависимости силы тока.

• Если предполагается работа на постоянном токе, стержень затачивают на конус. Сточенная часть по длине не должна превышать двух диаметров.

Картинка с сайта: fubag.ru

• Для сварки переменным током используют сферическую форму. После заточки кончик стержня слегка притупляют, подрезая от 0,2 до 0,5 мм.

Картинка с сайта: fubag.ru

На небольших токах угол заточки выдерживают в пределах интервала 10–20 градусов. Для средних величин используют диапазон 20–30 градусов. На высоких значениях применяют заточку в пределах 60–120 градусов.

Если использовать заточку с углом меньше 20 градусов на средних токах, снизится ресурс вольфрамового стержня. Наоборот, слишком большое значение угла стачивания стержня сделает горение дуги нестабильным.

Процесс заточки ведут механическим способом с помощью абразивного круга или химически, применяя специальную пасту.

Стержень затачивают строго по длине, направляя движение инструмента вдоль оси. Для лучше работы электрода после заточки поверхность полируют.

Особенности сварки методом TIG

Для сварки алюминия и сплавов используют вольфрамовый электрод. Ряд электродов выпускают со специальными присадками, улучшающими качество шва. Приступая к работе, присадочный пруток всегда располагают перед электродом, плавно перемещая связку вдоль шва.

Картинка с сайта: fubag.ru

В работе используют следующие приёмы:

• Вольфрамовый электрод держат у самой поверхности, чтобы длина дуги была минимальной.
• Стабильное горение дуги достигается в вертикальном положении электрода. Именно в таком положении электрод нужно держать в процессе сварки. Нужно стараться, чтобы электрод «не гулял» в поперечном направлении.
• Присадочный пруток подают плавно. С опытом операция доводится до автоматизма, на начальном этапе возможны рывки, приводящие к разбрызгиванию расплава. При сварке с присадочным прутком держат угол в 15–20 градусов.
• Сваривание поверхностей следует выполнять максимально быстро. Скорость работы напрямую влияет на качество шва.

Сварка в атмосфере аргона отличается от плавления в зонах с другими газами. Допускается соединять детали в разных пространственных положениях, однако лучший и наиболее равномерный шов получится, если соединяемые изделия находятся в горизонтальной плоскости. Аргон тяжелее воздуха на 38%, поэтому будет собираться внизу. Если требуется сварить алюминиевые детали на потолке или стене, следует применять смесь аргона с лёгким гелием.

Давление в редукторе подбирают в зависимости от условий. В закрытом помещении достаточно подавать аргон со скоростью 7–8 литров в минуту, для сварочных работ на открытом воздухе подачу увеличивают.

Сварка алюминия аргоном: пошаговая инструкция

1. Рабочие поверхности зачищают от оксида.
2. До начала процесса расплавления свариваемые кромки прогревают до температуры порядка 150 0С (происходит удаление остаточной влаги).
3. Горелку приближают к поверхности на расстояние около 3,0 мм и зажигают дугу. Оптимальная длина горения составляет 1,5–2,5 мм.
4. Как только появляется расплавленный металл (скорость зависит от сплава и содержания примесей в металле), в зону сварочной ванны плавно подают присадочный пруток.
5. Для соединения толстостенных изделий с образованием широкого шва горелку продвигают справа налево без рывков.
6. Для того чтобы в процессе работы алюминий не окислялся, рабочая зона присадочного прутка должна постоянно находится под защитой аргона.
7. Окончание сварочного шва (стадию заварки кратера) выполняют в режиме плавного уменьшения силы тока. Если оставить значение на одном уровне, ширина шва увеличится, испортив работу.
8. После сплавления деталей дугу гасят.
9. Горелку держат у поверхности до тех пор, пока продувка инертным газом не завершится. Использование функции Post flow позволяет обдувать металл газом до тех пор, пока свариваемая зона не остынет.

Выбор режимов аппарата

Картинка с сайта: fubag.ru

Настройка для сварки алюминия аргоном зависит от толщины соединяемых поверхностей.

В процессе работы важно следить за показателем силы тока. Сварка TIG на слишком высоком токе может привести к прожигу детали, а заниженное значение не позволит расплавить металл.

Для производства небольших швов выбирают двухтактный режим (нажали кнопку–зажгли дугу, отпустили–дуга погасла). Значение стартового тока выставляют в 2 раза выше рабочего, чтобы легче зажигать дугу. Четырёхтакный режим используют для изготовления протяжённых швов. Работа ведётся по упрощённой схеме: нажали кнопку–зажгли дугу–отпустили–дуга продолжает гореть, для завершения нужно ещё раз нажать кнопку. В данном случае стартовый ток подаётся, пока удерживается кнопка.

Применение аргонодуговой сварки

Метод применяют для производства высококачественных сварных швов. Технология TIG хороша для работы с тонкостенными изделиями и соединения трудносвариваемых металлов.
Аргонодуговая сварка используется для следующих материалов:

• Алюминий и сплавы.
• Все типы сталей, включая оцинкованные, нержавеющие и гальванизированные марки.
• Чугун.
• Титан.
• Цветные металлы.

Несмотря на то, что для начинающих сварка алюминия аргоном представляет определённую сложность, следование правилам позволяет добиться качественного соединения деталей.